2011年03月01日

声道と発声、そして楽器

科学シリーズの6回目です。できれば、2月7日の「楽器と科学」から読んで下さい。


今日は声道のコントロール−つまり人間はどうやって発声するか− それがサックスの吹き方と関係あるかという話です。
それから、ネットから拾ってきた呼吸関係の筋肉の話も。

ネットには、発声の仕組みや人工音声合成関連のサイトが沢山あるのですが、私には音声合成のサイトが分かりやすいですね。
こんなのはどうでしょう?

http://www.cs.kumamoto-u.ac.jp/~ogata/manual_page/index.html

http://www.splab.ee.sophia.ac.jp/Vocal_Tract_Model/index-j.htm

http://www.oki.com/jp/rd/ss/speech.html

成人男性の声道の長さは、約17cm。単純な円柱形状なら、
声帯が閉じているとして、その1/4波長で共鳴するので、500Hz、その上の倍音は1500Hz、2500Hz・・・となりますが、

実際、声道は複雑な形と構造なので、口と喉の形を変えることで、倍音関係ではない複数の共鳴周波数が出来るらしいです。

「あ」は、700Hz と 1100Hz と さらに高い幾つかの共鳴周波数
「い」は、300Hz と 2300Hz と さらに高い幾つかの共鳴周波数
「う」は、300Hz と 1100Hz と さらに高い幾つかの共鳴周波数
「え」は、500Hz と 2000Hz と さらに高い幾つかの共鳴周波数
「お」は、400Hz と 700Hz と さらに高い幾つかの共鳴周波数

(成人男性の平均) と言われています。

前の記事で、トランペット吹奏中の、声道のMRI画像がありました。喉が広くなって、舌が奥まって口が狭まるという感じですね。
各母音の声道の形を見てみると、やはり、「い」の形がその特徴を持っています。

サックスでは、音が高くなるにしたがって、「オー」「ウー」「イー」(最後は「キー」?)と変えると言われます。息のスピードとの関連で語られることが多いです。

そうですよね?
喉はあける。そして、口は狭めて息のスピードを上げる。

そうすると、「イ」の口に近くなって、共鳴周波数が高くなりますので、高い音程が出せるというわけです。

実際は、発声時と楽器の吹奏時では、同じ声道の形ではないんだそうです。そりゃそうですよね。
発声には複数の共鳴周波数(ホルマント)が組み合わせ(倍音関係ではない)によって、母音の音を聞き分けているわけですから、言ってみればパターンを作って発声し、パターン認識で聞き取る。
楽器の場合は、共鳴周波数と合わせこむような作業なんだろうと・・・まあ、素人考えですけど・・・

いやー やっぱり、YAMAHAは各教室にMRIを導入・・・


さて、口は比較的自由に形を変えやすい・・・ とは言っても、喉、舌、口を自由にコントロールできるものではないですよね?
そして、声帯(と周辺の筋肉)にいたっては、どうコントロールするのでしょうか?

考えてもしょうがないんで、検索ですね(笑)

いちいちURLを残してないんですけど、見かけた重要らしい情報を列挙します。

舌の付け根を動かす筋肉と喉の筋肉は繋がっている

腹筋と喉の筋肉や声帯を動かす筋肉は繋がっている。

・・・・

えーと、ここまで書いたのが、もう2週間前でして、結局のところ、自分の音の悪さにうんざりしてしまい、ブログを書く気力を失ってました(笑)

中途半端ですけど、唐突でもありますが、楽器と科学シリーズは終了っす。


最後ですが、私は指導者や演奏者の方々のおっしゃることを否定しているつもりは全くありません。
そして、科学的な見方が正しいとも思ってません。

例えば、銀の楽器が銀の音がするなんてことは信じません。銀は柔らかいから、柔らかい音がするとか、絶対に信じませんけど、銀の楽器が奏者と楽器の一体感を高めるというのは信じます。そして、それが良い演奏を生むことは間違いがないと思います。

楽器との一体感、バンドの仲間との一体感、観客との一体感、音楽との一体感、あるいは、宇宙との一体感・・・
それこそ音楽というものだと思ったりします。

なんちゃって。
posted by ピート at 00:45| Comment(2) | TrackBack(0) | サックス | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2011年02月11日

声帯(声門)は閉じている?

楽器と科学シリーズの5回目です。できれば、2月7日の「楽器と科学」から読んで下さい。


サックス(というか管楽器)の「奥義」を発見したかもしれません(笑)

冗談です(当然−笑) 私が見回ったサックスの指導に関するサイトになかっただけで、これは「公然の秘密」のようです。知ってしまえば、幾らでも見つけられますね。

興味深い論文があります。
M.S. Mukai, “Laryngeal movements while playing wind instrument” Proceedings of the International Symposium on Musical Acoustics, Tokyo, Japan, 239-242 (1992)

様々なリード楽器の発音機構に関する論文に引用されてます。有名な論文だと思います。ネットで実物を読めないのが残念です。
引用された内容から判断するに、プロの管楽器奏者の声帯は音が出ない程度に小さく開いているという報告らしいです。それに比べて、アマチュア奏者の声帯は大きく開いているそうです。しかも、声道の共鳴の大きさと、声門の開きの狭さが関係があるという引用もあります。


尺八奏者の菅原久仁義さんのブログでも、医師でもある奏者の方のファイアースコープでの観察の結果、熟練の奏者の声帯は閉じていたと書かれています。(ただし、声道の共鳴と音色には否定的な結果も述べられています)
http://www1.nisiq.net/~naru8/www/index.html


ランペット奏者の小原裕樹さんのサイトの、喉を開くことに関する記述です。
http://homepage2.nifty.com/trompete/08.html

全文引用したいところですが、禁止されているので、まとめますと、

のどを開くことと、声門を開くことは同じことではない。
声帯は周辺の筋肉で制御され、声帯が伸び、声門が閉じる。咽喉の位置が下がり、喉が開いた状態になる。
吹奏時には、声門は閉じているが、力が抜けているので声はでない。

しかし、雲井先生のサイトではこんな記述も。
http://www.kumoiq.com/oboeg.html#11

喉を開いて発音することが大事であること、声帯については、閉じて息を減速するのは、精気のない音になると述べています。


楽器は違えど、どちらの先生のおっしゃることも、主観的には、正しいのだと思います。
おそらく、声帯を観察したわけではなくて、ご自身の感覚で述べられているのでしょう。

ちなみに、沢山のプロ奏者、指導者の方が声帯は閉じていることを指摘しています。喉の開きと声帯の開きは別であることも。特に金管の指導者ですね。その方々が、自分の感覚と語っておられるのか、科学的な事実を語っているのかは分かりません。

また、過去に管楽器演奏時の声帯についての論争が、雑誌等で存在したようです。その時にはファイバーカメラでの観察結果があったようです。例えが、ここ。トランペットの藤井先生のサイト。http://members.jcom.home.ne.jp/tromba/kobore3.html

客観的に見て、ほとんどのプロ奏者の演奏中の声帯は小さくしか開いていないというのが、カメラやMRIやX線で確認された学術的な事実です。また、高音を吹奏時の、喉の拡大も口腔の狭さも、声道の共鳴周波数の高さも、事実だと思います。

お二人の演奏するところをMRIで撮ってみたいですね〜


ここで、素人な私のレベルの低い話で恐縮なんですが、私の経験を少し語ります。

実は最近、ある指導に従って、「息を強く吐いてテーブル上の70cm先に置いたカセット(今の人は知らないかな? 音楽カセットです)を倒す」という練習をしていました。
今思えば、強くと言うよりは息を絞ってフォーカスすることによってカセットを倒すという意図だったと思われるんですが、気がつきませんでした。で、ひたすら喉を開けてピークフローの息を70cm先に届ける練習をしました。これが出来るようになるんですよね、練習すると。
喉が開かないと、エネルギーのある空気が出ないので、喉が開くのも確かなようで、楽器を吹いても少しは響いてきたかなあ、なんて思ってました。

ところが、その練習をしたら、MidC以下の音でタンギングなしの場合、全ての音の出だしでひっくり返るようになってしまいました。これがどうしても直らない。数週間悩みました。

それで、上の論文を読んで、声門を閉じるってことを試してみようと思いました。もちろん、声帯はコントロールできませんが、吹きながら歌ってみたり(笑)、色々やって、閉じようとしてみました。
そしたら、あ〜ら不思議、ひっくり返りは完全に直るではないですか! おまけに吹きやすい。息が効率良く音になるって感じ? 何より全然、楽に吹ける。(いや、その、あの、まだまだなんですけどね−苦笑)

何てこった!!!  つかんじゃったかも?! (でも、録音して聞いてみたらそんなに変わってない・・・泣)

といっても、声帯の状態は自分では分からないので、全然、違っているのかもしれません。喉を絞めちゃってる可能性も(泣)

結局のところ、誤解がものすごく多いんだろうなあー と思います。
指導者の言葉が上手く伝わらないのではないでしょうか???

息を絞ってということで、上手くいく人もいるし、
息のスピードを上げて上手く行く人もいる。
暖かい息で上手く行く人もいる。
遠くまで息を届かせるといわれて、喉も声帯も全開?になっちゃって、上手くいかない人もいる。
声帯だかその上の喉だかを絞りすぎてしまう人もいる


ひょっとして、ですが、
よく言われる、「暖かい息」、というのは、声門を閉じるということではないのでしょうか。
小原先生は、暖かい息では声門が開いてしまうと言ってますが、暖かい息には色々あるかもです。
ほーって感じの暖かい息は、声門も全開で、ゆっくり吐くのでしょうが、手に息を吹きかけて暖めるとき、はーーってするでしょ? あれって、声門がかなり閉じた状態ではないかと。
他にも、ストローを通すようにとかも、ひょっとすると、声門をコントロールするのかも?

そして、声帯を閉じることで、声道の共鳴は完成するのではないでしょうか。おそらく声帯が大きく開いた状態では、声道の共鳴が強くないのではないかと思います。次の記事で書きますけど、声道の音響モデルは、声帯が閉じていると考えると現実と合うようなのです。
管楽器の演奏時に、声帯は閉じているということは言われていますが、それは息の圧のコントロールのためという見解が多いようです。
声道を積極的に共鳴させるためという説はまだ見たことがないです。
なので、これは一応、私の新説!!!(笑)


息のスピードを上げるっていう表現が非常に曲者だと思います。勘違いの元のような気がします。

確かに、実際、圧力は同じで口を狭めると息のスピードは速くなりますね。それは物理的にそうです。息のスピードを上げるには、圧を上げるか、断面積を小さくする=口を狭くする、ですね。
だから、口を狭めれば、息のスピードは上がります。
しかし、リードの振動を決めるのはあくまで圧力差(口とマウスピース内)で、息のスピードではない、と思います。若干は関係あるかも… 弱気…(苦笑)

今まで見てきたように、現在のところ、科学的に確認できることで、奏者の体で音に影響するのは、声道の共鳴−音響特性−です。
息のスピードが関係するという事実が指摘されたはのは、私の知る限りですけど、無いんじゃないかと思います。

ですから、ある意味では正しいんですよね。声道の共鳴周波数を高めるような口の形は、つまり狭い口なんで、息のスピードが上がったような形なんだと思います。

口を狭めると、速くて冷たい空気になるような気がするのは、体験からですね。熱いお茶を冷ますとき、ふーってしますから。
そして、口の形が変わると、共鳴周波数も変化するので、音も変わる。特に高音。前記事でも書いたけど、フラジオは声道の共鳴なしでは出ませんから。

ただ、心理的にはあるかもですね。

「力を抜け」というのも、声門に関係あるのではないか? と思います。こじ付けかーー?
声門を閉じていくと、息は通らなくなってしまいますから、力を抜く=声門から息が通るということなのかもしれません。
声楽の呼吸法も同じような議論があります。腹式呼吸は声帯回りの筋肉を柔らかくするためという人もいます。

結局、腹式呼吸も様々なノウハウも、不随意筋を上手くコントロールするためのものなのではないでしょうか。その最たるものが声帯とその周りの筋肉なのでは?

いや、ホント、これが奥義なら、YAMAHA も、各教室に、MRI 導入するべし!!!
「演奏しながら、自分の声道をチェックできます」

えーーーー 一台、6億円するじゃん。。。。日立製


あっ、偉そうに色々書いてますが、本人は全然な素人ですし、フラジオも全然出来ません。音も悪いです。
自覚してますんで、そのへんは突っ込まないください ^^;

次は人間の言葉の発音と声道のコントロールについて

----------------

2月15日 追記です。

あらためて関連のサイトを彷徨っていて、気になることがあったので。

ベルヌーイの定理は流線上のエネルギー保存則で、圧力成分と運動量成分の和が一定と言っているわけですが、計算してみれば分かりますけど、口腔内では、圧力成分が運動量成分の10万倍なんで、速度の変化は圧力になんて影響しないんじゃないかな。渦とか乱流の影響はあるかもしれませんけど。
ついでに言うと、口腔内の息のスピードは、マウスピース−リード間に比べて、3桁低いっす。リードから見ると圧力大きくて、分子が見えてるかも(笑)
あっ、もちろんマウスピース−リード間は流速が高くて圧力が低いので成り立ってます。
実際は定常流じゃないから厳密にはベルヌーイは成り立たないか。。。

以上
ラベル:サックス
posted by ピート at 03:03| Comment(10) | TrackBack(0) | サックス | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

2011年02月10日

喉のチューニング その2

科学シリーズの3回目です。できれば、2月7日の「楽器と科学」から読んで下さい。

前記事で取り上げたサイエンスの論文ですが、さらに研究を進めているようです。

見つけたのがこれです。同著者による2010年の論文

How players use their vocal tracts in advanced clarinet and saxophone performance
Jer-Ming Chen, John Smith and Joe Wolfe
School of Physics, The University of New South Wales, Australia
PACS: 43.75.Pq, 43.75.St (Reed instruments; Musical performance)

http://www.phys.unsw.edu.au/jw/reprints/ChenISMA2010.pdf


ピッチベンディングに声道のチューニングがどう関係しているかというデータです。

Pitch_bend_vocal_tract.png

薄い線が楽器の音響インピーダンス、濃い線が声道です。ここでは音響インピーダンスが高い=共鳴が大きいと単純に考えておきましょう。
上の図では、実音C#5を発音しているわけですが、楽器のインピーダンスピークの低い方から2つめがこの音にあたります。
声道の状態はというと、1100Hzくらいに山があります。「う」 か 「あ」 の口の近いようです。
1000Hz付近には楽器の高いピークはありませんので、いくら声道の共鳴があってもこの辺の音は出ません。
面白いのは、発音は楽器の共鳴よりも高いってことで、フラットな声道で吹くと、音程が低めにでるように楽器は作ってあるように見えます。演奏者が、声道を高い周波数にチューンして始めて正しい音程がでる・・・ということでしょうか。

ベンドをかけたのが、下の図です。
声道の共鳴ピークが460Hzになってます。 「え」 か 「お」 の口でしょうか?
その影響を受けて、楽器の発音も、楽器本来の共鳴よりも低くなって「ベンド」してます。
つまり、声道の共鳴が、楽器の共鳴をのっとったって感じです。


クラリネットのデータもあります。
横軸は楽器から出てる音の音程、縦軸は声道の共鳴周波数です。
薄い線のプロットが通常奏法、濃い線のプロットがベンド奏法。
プロットの円の大きさはインピーダンス=共鳴の大きさを表しています。

通常奏法では、低音を除き、声道の共鳴周波数を目的音程のホンの少し上にチューンしているようです。
ベンドすると、声道の共鳴周波数を下げて、楽器の共鳴をのっとり、声道の共鳴音程で発音します。

素人考えですが、おそらくフルートなども同じ傾向なのではないかと思います。

Clarinet_vocal_tract_tone-1.png



さらに、サックス奏者のグラフ
プロとアマチュアが混じっていてさらに面白い。
横軸はサックスの音程、縦軸は声道の共鳴周波数です。
塗り潰しのプロットがアマチュア、そうでないのがプロです。

プロットの円の大きさはインピーダンス=共鳴の大きさを表しています。


Sax_vocal_tract_tone-2.png

フラジオ領域での声道のチューニングは前記事に書いたとおりですが、通常運指の高音領域でも、やはり、意図的な声道のコントロールが見れるのではないでしょうか。
もう少し詳しく研究して欲しいですね。

通常運指領域でも、何らかの声道のコントロールがあるように感じます。
大きく分ければ、
 −共鳴が強く、発音よりやや高い音程に共鳴を持ってくる (プロだけ)
 −共鳴が弱く、発音よりかなり高い音程に共鳴を持ってくる (アマチュア・プロとも)
 −共鳴が弱く、発音より少し高い音程に共鳴を持ってくる (アマチュア・プロとも)

音がどう変わるのか、聞いてみたいところですね。
プロはわざと声道の共鳴をずらしたり、あわせたりしているように思えるんですけどね・・・
この研究では音色というものの指標がないので何ともいえませんが、倍音成分なども調べたら違い出るかもしれません。


次、行きます。

An instrumented saxophone mouthpiece and its use to understand how an
experienced musician play.
Ph. Guillemain, Ch. Vergez, D. Ferranda) and A. Farcy
Laboratoire de Mecanique et d’Acoustique, CNRS UPR 7051
31 Chemin Joseph Aiguier, 13402 Marseille Cedex 20, France

http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/44/55/17/PDF/sax_CV.pdf

この論文もなかなか興味深いです。
口腔内圧力、マウスピース内圧力、リード−下唇圧力、出てる音を測定してるんですが、
奏者は、いつもどおりと声道を固定の2つの方法で、ベンド、フラジオ、スケール、タンギングのスケールを吹いてます。

ベンドは声道を変化させて行ってます。
声道を変化させないという無茶な注文で演奏すると、仕方なく唇の圧を変えてます。

グリッサンド(指を変えていないと書いてあるのでフラジオみたいなもんですか)も声道を積極的に使っているようです。
こちらも、声道を変化させないという条件では、仕方なくリードを噛む圧を替えてベンドしてます。

スケール(通常音程)でも、声道は変化しているみたいですね。
ただ、積極的に共鳴周波数を合わせるという使い方はしていないと見ているようです。どちらかといえば、サックス管の共鳴をうまく使うために声道の共鳴は抑えるような感じらしい。あるいは、ベンドや微妙なピッチの調整のために、調整しやすいような声道の状態に保っているのか?

それでも、

いやー こうしてデータを見ると納得ですよねーー?
えっ? 私だけ?


じゃ、これはどうですか?

トランペット奏者の演奏中の喉をMRIで撮影したという研究がここにあります。嬉しいことに日本語です。

http://speech.ad.design.kyushu-u.ac.jp/~kabu/MyHP/Trumpet.html

http://www.hicc.cs.kumamoto-u.ac.jp/others/asj-kyushu/student/07/pdf/19Fukui.pdf

これを見ると、明らかに声道の状態は音程によって変わっています。経験的に言われていたことに近いですね。高温ほど喉が開いて、口が狭まるって感じでしょうか。



3つの内2つの論文にも、ちらっと声帯(声門)の状態について書いてあって、それがなかなかに興味深いです。

次回は声帯(声門)について書きます。
posted by ピート at 05:14| Comment(1) | TrackBack(0) | サックス | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
×

この広告は180日以上新しい記事の投稿がないブログに表示されております。